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1、第1-1节UPS电源的组成与 基本工作原理N2*UPS技术培训资料一、UPS的基础知识 UPS的定义 UPS的主要作用 二、UPS的相关标准 IEC 62040与GB/T7260 UPS的分类和拓扑结构 三、UPS的基本组成 电路组成 基本工作原理目录N3*UPS技术培训资料一、UPS的基础知识wUPS的定义：UPS是英文 Uninterruptable Power Supply 的缩写，中文译为“不间断电源”；它是能够实现两路电源之间不间断地相互切换的电气装置； 100KVA UPS不含电池： 29万元 变频器ATV68 90KW 400V： 11.6万元从严格意义上讲，UPS不是一种电源，
2、它不是依靠能量形式的转换来提供电能，它只是提供一种两路电源之间无间断相互切换的机会，这才是UPS的主要设计思想；UPS的价格之所以昂贵，就是贵在这种不间断切换的特点上。N4*UPS技术培训资料wUPS的定义UPS是电力电子技术的产品：以电力为对象，以电子技术为手段实现控制的技术称为电力电子技术。它的主要任务是利用电力功率器件和电子控制器件实现对电能的控制和转换。电力电子技术时代的标志：1956年第一只可控硅（SCR）诞生，即进入了电力电子技术的时代。70年代末期由微电子技术与电力晶体管（GTR）技术相结合，进入了现代电力电子技术的时代。现代电力电子技术时代的标志：应用于所有的电气工程领域，例如
3、：发电厂的储能设备、直流输电设备、动态无功补偿、电力机车牵引、变频调速电机、不间断电源、开关电源、中高频感应电炉、电视、办公自动化、通讯、汽车自动化、家用电器等等。一、UPS的基础知识N5*UPS技术培训资料wUPS的主要作用为什么要使用 UPS？随着电子技术的发展，各种各样的用电器越来越多，而绝大部分都是非线性负载(Non-Linear Load)：从电网提取电流的波形与电压波形不一致的负载；阻抗随加在其两端的电压而变化的负载。产生谐波电流的负载又称为畸变 (Deforming)负载或污染 (Polluting)负载：这些非线性负载给电网带来大量的谐波及其它干扰，使供电的质量越来越坏 ;这些
4、非线性负载往往又是及其重要的负载，如机场、医院、银行、电信等部 门的计算机、服务器、通信设备等，它们对供电质量的要求却越来越高:不仅要求不停电，还要求电压、频率稳定，还要求波形准确完好。简而言之，需要有一个干净或净化的电源；这就使得负荷(用电器)与电网供电质量之间的矛盾日趋加深，必须解决：在诸多的解决电源的方案中，UPS是最好的解决方案。一、UPS的基础知识N6*UPS技术培训资料wUPS的主要作用电网中的骚扰（定义）骚扰（disturbance）：任何可能引起装置、设备或系统性能降低或对有生命、无生命的物质产生损害作用的现象；干扰（interference）：由骚扰引起的设备、传输通道或系统
5、性能下降的现象；从严格意义上讲，“骚扰”和“干扰”是两个不同的概念：“骚扰”是一种客观存在的现象；“干扰”是一种在“骚扰”作用下，使敏感设备受到影响时的现象。根据GB 4824-1996 的标准词汇，选用“骚扰”一词更为准确。一、UPS的基础知识N7*UPS技术培训资料wUPS的主要作用电网中的骚扰停电：短时间的、长时间的.一、UPS的基础知识wUPS的主要作用电网中的骚扰电压变化：电压跌落、过电压、欠电压、电压尖峰、三相不平衡.一、UPS的基础知识N9*UPS技术培训资料wUPS的主要作用电网中的骚扰频率变化：频率波动、过高、过低、闪烁.一、UPS的基础知识wUPS的主要作用电网中的骚扰其它
6、骚扰：高频瞬态冲击、谐波、电磁兼容性.一、UPS的基础知识N11*UPS技术培训资料wUPS的主要作用电网中骚扰的解决方案为了消除这些电网中的骚扰，国际国内均制定了有关的供电标准：EN 50160定义了欧洲配电系统中的如下一些正常波动：电压 +10% 到 -15% (每10分钟间隔的平均有效值)，其中 每周95%的时间必须在10%的范围内； 频率 +4 到 -6% ，一年中有99.5%的时间在1%的范围内GB/T-2887-2000 电子计算机场地通用规范中关于机房供配电要求如下：频率：50Hz电压：380V220V相数：三相五线制或三相四线制单相三线制一、UPS的基础知识N12*UPS技术培
7、训资料wUPS的主要作用电网中骚扰的解决方案为了消除这些电网中的干扰，制定有关的法规，限制用电器对电网造成的扰动，规定用电器给公共电网带来的干扰限值：国际电工委员会制定的标准IEC 61000-3-2,欧洲标准EN 60555-2,瑞士标准ASE 3600，美国标准IEEE 519；以及国家标准GB 12326-90（电能质量电压允许波动和闪变）；GB/T 1454993 （电能质量公用电网谐波）等。人们用了多年的时间来寻找各种解决办法，最后才创造出UPS这样的新型设备, 使电网和用电器进行隔离, 既避免负载对电网产生干扰, 又避免电网中的干扰进入和影响负载。一、UPS的基础知识N13*UPS
8、技术培训资料.隔离作用：将瞬间间断、谐波、电压波动、频率波动以及电压噪声等电网干扰阻 挡在负载之前，即使负载对电网不产生干扰，又使电网中的干扰不影 响负载：wUPS的主要作用.两路电源之间的无间断相互切换：一、UPS的基础知识N14*UPS技术培训资料.频率变换作用：输入频率等于或不等于输出频率，如50Hz/50Hz，50Hz/60Hz， 包括稳频作用：.电压变换作用：输入电压等于或不等于输出电压，如380V/380V，380V/220V ，包括稳压作用：一、UPS的基础知识N15*UPS技术培训资料和是保证对负载供电的连续性；、和是保证对负载供电的质量。.提供一定的后备时间：UPS的电池贮存
9、一定的能量，在电网停电或间断时继续供电一段时间 来保护负载；后备时间为10分钟、30分钟、60分钟或更长。一、UPS的基础知识N16*UPS技术培训资料wUPS的国际标准：IEC62040IEC62040-1-1，-1-2：安全性标准IEC62040-2：电磁兼容性标准IEC62040-3：性能和测试标准wUPS的中国国家标准国际标准GB 7260.1 = IEC 62040 -1国家标准GB 7260.2 = IEC 62040 -2国家标准GB/T 7260.3= IEC 62040 -3wUPS的中国行业标准和规范YD/T 10952000 信息产业部“通信用不间断电源-UPS”中国工商
10、银行计算机机房建设技术规范（草案）中国移动通信企业标准：通信用不间断电源UPS（草案）二、UPS的相关标准N17*UPS技术培训资料wUPS的中国国家标准简介原有的国家标准：GB/T 3859.2-1993（半导体变流器应用导则）GB/T 14715-93（信息技术设备用不间断电源通用技术条件）新的国家标准：国家标准GB 7260.1引用IEC 62040 1总则和安全性标准国家标准GB 7260.2引用IEC 62040 2 EMC标准强制性标准（2003年）国家标准GB / T 7260.3引用 IEC 62040 3 性能和测试标准标准推荐性标准（2003年）二、UPS的相关标准N18*
11、UPS技术培训资料w国际电工技术委员会IEC组织国际电工技术委员会（International Electrotechnical Commission) 是包含各个国家电工技术委员会的国际标准化组织。IEC组织的目标是在电气和电子领域内促进所有关于标准化问题的国 际间合作。为了这一最终目标和其它问题的解决，IEC负责颁布各种国际 标准。这些标准的准备工作委托给下属的技术委员会完成，任何IEC的成员 国如对该标准的制定感兴趣，都可以参与准备工作，任何国际组织、政 府的和非政府的组织也可以通过IEC参与准备工作。IEC与国际标准化组织（ISO）紧密合作，以保持两个组织之间的协 议书所决定的条件的一
12、致性。二、UPS的相关标准N19*UPS技术培训资料wUPS制造业：关注IEC的国际标准UPS市场是一个全球化的市场，越来越多的产品由一个生产商制造， 出口到世界各地，例如：从中国到欧洲或美国从欧洲到美国或亚洲UPS是一个安全性的产品，在世界各国，安全性、EMC和性能标准都 是客户和销售商共同关注的问题。IEC试图在UPS方面执行真正意义上的国际标准，在CENELEC（European Committee for Electrotechnical Standardization 欧洲电力技术标准化委员会）和UL（Underwriters Laboratories 美国保险商实验室）取得一致和进
13、 展。二、UPS的相关标准N20*UPS技术培训资料w第一部IEC的UPS标准是在80年代颁布的：IEC 146-4 和 IEC 146-5wIEC在1996年决定更新这一标准，由IEC建立一个专业分委会致力于这项工作，即 SC22H；工作范围：准备不间断电源（UPS）国际标准的相关文件，包括标准的体系概况以及UPS设备和部件的必要细节说明文件。w新的UPS标准是基于由CENELEC制定的EN50091-X系列标准：而EN50091X系列标准是基于著名的IEC 60950标准，该标准是应用于 IT设备的。w新的IEC标准将涵盖世界范围内所有UPS技术方面的问题：这个标准就是：IEC 62040
14、-X，包括：安全性标准、EMC标准、性能规范二、UPS的相关标准N21*UPS技术培训资料wIEC 62040标准涵盖了以下的各个方面： 人身安全 IEC 62040-1； 电气环境（谐波骚扰和EMC）IEC 62040-2 ； 生态环境； 性能水平； UPS 设计。该标准与以往颁布的欧洲EN标准以及国际IEC标准中的相应部分保持了一致性，并且更加明确、更加严谨IEC 62040-3二、UPS的相关标准N22*UPS技术培训资料Uninterruptible Power Systems 不间断电源 Part 1-1: General and Safety requirements for UP
15、S used in operator access areas 安装于操作员可以进入的区域的UPS总则和安全性需求IEC 62040-1-1_背景资料二、UPS的相关标准w2002年七月由IEC成员国投票通过，2002年九月被正式颁 布并生效。w该标准基于IEC 60950-1 2001标准：信息技术设备的安全 性(Safety of information technology equipment) 标准，凡是参照 60950-1标准的文字都标注了“RD”字样 (Referred Document) 。N23*UPS技术培训资料Uninterruptible Power Systems 不间
16、断电源 Part 1-2: General and Safety requirements for UPS used in restricted access locations 安装于进入受限制的专门区域的UPS总则和安全性需求二、UPS的相关标准w2002年七月由IEC成员国投票通过，2002年九月被正式颁 布并生效。w该标准基于IEC 60950-1 2001标准：信息技术设备的安全 性(Safety of information technology equipment) 标准，凡是参照 60950-1标准的文字都标注了“RD”字样 (Referred Document) 。IEC 62040-1-
